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卫星数据专题

    “中国气象科学数据共享服务网”的气象卫星资料与国内其他气象卫星资料发布平台的最大不同之处,在于卫星数据资源内容不同且时间序列相当完整。而且,
(1)数据获取更便捷。在线获取数据无需等待邮件通知,无数据下载量限制。共享卫星资源是公益性工作,对所有用户提供数据时不收取资料本身的费用。若为离线服务,对公益性用户仅收取交付成本费。
(2)辅助信息更全面。用户不仅能够了解到各数据集时空范围、时空分辨率、数据量、主要参数等必要信息,在线检索和下载数据,而且可以获得MODIS、AIRS、TRMM、ISCCP、TOMS、SBUV等数据产品有关卫星平台、观测仪器、投影方式、数据处理过程、产品反演算法、数据质量状况的详细说明,以及各数据集的读取程序(以Fortran、C、IDL、Matlab语言编写)、参考文献等重要信息。
(3)技术支持更完善。除共享服务办公室提供常规数据共享服务外,用户可以通过留言板在线咨询、向数据集制作人打电话或发电子邮件得到最快、最直接的技术支持服务。目前“国际卫星遥感数据资源引进和共享”课题针对所引进部分数据集正在开展的东亚地区区域性对比验证研究,将进一步加深对数据质量、遥感反演算法东亚地区可信度、参数真实精度等方面的理解,同时也能够不断提高科研水平,为用户提供质量较高的技术服务。
(4)后续资料更丰富。2008年底将实现新增MLS、OMI及TRMM、MODIS气溶胶和大气产品的共享,续补已共享的其他产品,同时将关注其他卫星数据集产品。
    2005年10月、2007年3月的用户调查表明,绝大多数用户对中国气象科学数据共享服务网提供的存储检索方式、共享索取方式基本满意,认为数据文件内容和数据说明的介绍比较详细。在线和离线服务数据量呈现逐渐上升趋势。
    随着中国气象科学数据共享服务网建设工作的不断深入发展,以及配套的宣传和服务的改进,卫星遥感数据资源的共享服务力度将进一步加大,从而使气象及其相关领域科研工作者、遥感产品开发和业务应用等人员受益于更便捷、更高效、更优质的卫星遥感数据和服务。

 产品介绍:

一、中分辨率成像光谱仪MODIS产品
    搭载于Terra和Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)在0.4-14.5μm间有36个光谱通道,是地球观测系统EOS计划中用于观测全球生物和物理过程的重要传感器。MODIS数据对于开展自然灾害与生态环境监测、全球环境和气候变化研究以及进行全球变化的综合性研究等是非常有意义的,是近年国际上最流行的业务和科研卫星产品之一。
    MODIS地表温度/地表发射率全球0.05°×0.05°格点月值数据集,MODIS气溶胶、云、水汽、臭氧全球1°×1°格点月值数据集,MODIS海洋水色和海表温度全球4公里分辨率年值数据集,MODIS大气合成产品数据集,是全面了解地球地表(地表温度、土地覆盖变化、植被特性)、大气(温度、水汽、臭氧、云顶温度云顶高度、云特性、气溶胶)、海洋(海洋水色、海表温度、叶绿素)的宏微观物理量特性的代表性数据集,在气溶胶气候学、水循环气候学、云参数化、大气特征描述等遥感应用领域用途相当广泛。
    “中国气象科学数据共享服务网”的MODIS数据产品为从NASA Goddard地球科学分布式数据存档中心引进的全球2002年-2007年地表温度/地表发射率月产品,气溶胶、云、水汽、臭氧月产品(含大气气溶胶粒子特性、臭氧柱总量、大气稳定度指数等要素),海洋水色和海表温度年产品,大气合成产品(含气溶胶和云光学厚度、卷云反射率、可降水量等要素)。数据格式为HDF,空间分辨率依2级和3级数据产品及具体参数而异,从4-10公里到0.05°-1°。版本为Collectoin 4和Collection 5。

二、大气红外探测仪AIRS产品
    大气红外探测仪AIRS(Atmospheric Infrared Sounder)具有3.74-15.4微米间的2378个红外光谱通道和4个可见光通道,主要应用于探测大气温湿度,以推动全球气候研究和天气预报的进展。AIRS能够提供更全面和更准确的反映陆地、海洋与大气状态与变化特征的红外多光谱高光谱数据,极大地提高了对流层温度廓线测量准确度及大气湿度测量准确度,使1公里对流层温度准确度达到1K,在晴空或部分云覆盖条件下大气湿度廓线准确度达到10%,同时使地表温度反演的平均准确度达到0.5K。欧美等国近年已将AIRS资料应用于改进数值天气预报性能的研究中,结果表明其能显著减小飓风路径预报误差,提高预报时效,使原来的5天预报延长至1周。与ATOVS、HIRS、MODIS等星载仪器观测及美国大气辐射测量计划ARM-SGP资料的对比验证表明,AIRS产品是目前最高光谱分辨率、各项地球物理参数质量较好的数据集。
    AIRS 28层标准等压面层标准反演产品数据集含整层大气温度、水汽质量混合比等廓线数据及云、地表等参数,AIRS晴空订正辐射值数据集含2378个红外通道的辐射率、大气和地表长波辐射、臭氧水汽甲烷一氧化碳等较短波段辐射等参数,这2个数据集均为全球每6分钟一景、45公里空间分辨(星下点40.6公里),是数值天气模式或气候模式不可多得的高光谱数据初始场信息源之一。AIRS标准反演产品全球1°×1°日、8日、格点月值数据集可用于了解全球地表、标准等压面层大气参数的宏观空间分布和日级以上尺度时空演变。
    “中国气象科学数据共享服务网”的AIRS数据产品为从NASA Goddard地球科学分布式数据存档中心引进的全球2002年-2007年景级28层标准等压面层标准反演产品(含气温、气压、水汽质量混合比等要素),景级晴空订正辐射值产品,标准反演产品和晴空订正辐射值日图形产品,日、8日、月标准反演产品(含24层大气温度/位势高度、12层相对湿度/水汽质量混合比、地面气温/气压、出射长波辐射等要素)。数据格式为HDF,空间分辨率依2级和3级数据产品而异,从40公里到1°。版本为V4和V5。

三、热带降雨测量卫星TRMM产品
    热带降雨测量卫星TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)已连续运行10年以上,目前已形成全球降水(降水强度、降水垂直结构等)、热带强对流及相关研究领域时序最长的高质量数据产品。TRMM卫星资料的反演算法和业务运行稳定性极佳。TRMM是首个搭载降雨雷达PR的卫星,利用其微波波段能对风暴的三维结构进行分析,同时TRMM微波成像仪TMI首次实现全天候海表温度的观测,突破了NOAA/AVHRR甚高分辨率辐射计无法观测云层下面SST的困难。
    TRMM和其他资料合成降雨量0.25°×0.25°格点3小时及月值数据集含降雨量和相对误差,TRMM微波成像仪水汽廓线和地面降雨量0.5°×0.5°格点月值数据集含不同高度的降水强度、降雨速率、14个垂直层次的云中液态水含量/可降水量/云中冰水含量/可降冰晶含量/潜热释放量等参数,TRMM星载雷达降雨量参数0.5°×0.5°和5°× 5°格点月值数据集含不同高度雷达反射率、风暴高度、雨区水平非均匀参数、不均匀性束内充塞效应NUBF修正Z因子、降雨率、亮带高度亮带宽度等参数,是研究全球和区域性降水、降水云的全球应用最为广泛的数据集,在进行时间尺度较小的天气系统个例分析,进行数值模式评估和提高数值模式性能,及认识全球水循环、海气相互作用、气候变化等方面,具有重要的应用价值。
    “中国气象科学数据共享服务网”的TRMM数据产品为为从NASA Goddard地球科学分布式数据存档中心引进的全球南北纬40°-50°范围内1997年-2007年TRMM微波成像仪月水汽廓线产品,星载雷达月均降水产品,TRMM和其他资料合成的3小时、月均降雨量产品,含降雨率、降水量及其频率分布、风暴高度等要素。数据格式为HDF,空间分辨率依数据产品而异,从0.25°、0.5°到5°。版本为V6。

四、国际卫星云气候计划ISCCP产品
    1982年开始的国际卫星云气候计划ISCCP(International Satellite Cloud Climatology Project),利用四到五颗静止气象卫星(GOES 5~9,METEOSAT 2~5,GMS 1~5,INSAT)、至少一颗极轨卫星(NOAA 7~14)进行云识别、辐射传输模式分析和统计计算,生成分辨率为3小时、30公里及280公里的大气、云顶、地面属性数据集,以了解全球大气和地表红外和可见光辐射特性、理解云在气候学中的作用,从而得到云的全球分布情况及云的辐射特性。
单颗卫星的ISCCP DX数据集含红外/可见光/近红外通道辐射率和晴空辐射率、红外/可见光/近红外通道门限制法云检测结果等,ISCCP D1是将多颗卫星大气、海/冰资料综合在一起的含云顶气压、云光学厚度分布、云顶温度、云水路径、地面气温气压、地表反射率、TOVS大气廓线信息、臭氧含量等参数,ISCCP D2是D1的月平均,用以描述月平均8个时次的云参数信息。这些数据集为改进气候模式中云辐射的参数化方案以提高气候模式的模拟和预报水平,推算全球的云属性及云的日变化、季节性变化和年季变化以增进对地球辐射收支及水文循环的理解,多年来已发挥了相当出色的作用。
    “中国气象科学数据共享服务网”的ISCCP数据产品为为从NASA Goddard地球科学分布式数据存档中心引进的全球1983年-2004年3小时单卫星云参数产品DX,3小时多卫星云参数产品D1,月均每日8时次多卫星云参数产品D2,含不同类型云的云量、云顶温度、云顶气压、云水路径等要素。数据格式为BIN,空间分辨率依数据产品而异,从30公里到280公里。

五、臭氧测绘光谱仪TOMS产品
    臭氧总量测绘光谱仪TOMS(Total Ozone Mapping Spectrometer)搭载在Nimbus 7卫星(1978年11月1日-1993年5月6日)和Earth Probe卫星(1996年7月27日-2005年8月31日)上,每8秒钟进行35次观测,形成气溶胶指数产品,臭氧产品,反射率产品,正午紫外辐射强度产品,红斑热曝光量和辐照度产品,主要应用于全球(尤其是南北极)臭氧时空分布和年代际变化、利用气溶胶指数分析沙尘天气的发生发展过程、城市群落污染物扩散等方面的研究。由于时间序列比较长,版本8产品的精度比较好,亦常用于与其他卫星资料反演臭氧总量的对比分析。
用户使用时,请注意:气溶胶指数在有气溶胶吸收(沙尘、烟、火山灰)时为正值,无气溶胶吸收为负值。这种识别由于地球物理学的原因(例如气溶胶离地面很近)并不十分准确。当太阳天顶角过大时气溶胶指数就失去了意义,因此太阳天顶角大于70度时不计算气溶胶指数。另外,值得注意的是气溶胶指数对TOMS观测角度较敏感,例如在扫描的最低点比在左右两侧敏感,这种现象在气溶胶日图形文件中以垂直条纹的形式表现出来。
    “中国气象科学数据共享服务网”的TOMS数据产品为从NASA Goddard地球科学分布式数据存档中心引进的全球1978年-2005年Nimbus 7和Earth Probe卫星上搭载的TOMS观测结果,包括气溶胶指数产品,臭氧产品,反射率产品,正午紫外辐射强度产品,红斑热曝光量和辐照度产品,图形产品。数据格式为ASCII,空间分辨率有两种,1°×1°和1°×1.25°。版本为V8。

六、SBUV和SBUV/2大气臭氧廓线数据集
    太阳后向散射紫外散射光谱仪SBUV(Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer)搭载在Nimbus 7卫星上,1978年11月-1993年5月形成的14年全球臭氧总量垂直分布观测资料,使得预报时效为月的臭氧短期变化趋势的预测有可能实现。改进的SBUV/2搭载在NOAA 9、NOAA 11、NOAA 16等卫星上(1995年-2003年),继续形成对流层、平流层大气臭氧廓线产品。SBUV和SBUV/2数据产品提供的大气臭氧廓线,可应用于研究对流层臭氧柱总量、臭氧总量时空分布特征,紫外辐射观测分析及紫外辐射对人类疾病的影响等方面,在欧洲已进入资料同化系统应用于数值预报领域。此外,SBUV、SBUV/2与TOMS数据1979年-2003年一直用于研究太平洋地区平流层上下和对流层的臭氧季节性循环、随纬度的变化及长期变化趋势。
    “中国气象科学数据共享服务网”的SBUV数据产品为从NASA Goddard地球科学分布式数据存档中心引进的全球1978年-2003年Nimbus 7、NOAA系列卫星上搭载的太阳后向散射辐射仪SBUV和SBUV/2观测的臭氧总量、臭氧浓度、反射率、气溶胶指数结果。数据格式为ASCII,有13-15个等压面层。版本为V8。

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